如何在研发阶段进行高级噪声源识别
2021-02-03
如今，法规已经对产品运行产生的噪声进行了多年管制；室外机械有最大的噪声级，电动汽车有最小的噪声级。商场中的所有冰箱或洗衣机都会贴有能源标签，指明该冰箱或洗衣机的噪声级和声功率级等信息。这类标签所带来的好处显而易见。以CE标志为例：企业都知道带有CE标志的产品可以不受限制地在EEA（欧洲经济区）中进行交易，并且消费者在整个EEA中享有相同水平的健康、安全和环保保障。
然而，在产品到达量产阶段，并根据国际标准确定其声功率之前，研发和质保部门需要进行大量的噪声工程设计。尤其是中小型企业，渴望在研发阶段以更小的投入来检测恼人的噪声源。使用声级计来量化声压级，很少能提供足够的信息，建议有效的设计更改，以减少辐射噪声。这可能是声学相机可以提供帮助的地方。通过在手持阵列中组合30个传声器，声学相机可为用户提供被测设备的噪声云图。
完整的声学相机系统，包括手持式阵列，LAN-XI前端和PC
使用声学相机时，致力于改善设备声学效果的技术人员和测试工程师可以立即看到声音的来源。通过了解主要声源的位置，其频谱及其相对声功率贡献值，可以很好地了解根本原因和辐射机制。
声学相机的用户界面所显示的噪声云图、三维频谱图、频谱成分和声功率
但是，这项工作还尚未完成。测试的结果必须报告给同事，或管理层，更改建议必须再次实施并测试。声学相机在这里也可以提供帮助。它不仅可以提供噪声云图，还可以提供频谱图、声功率图和视频，以供记录和比较之用。录制的测试也可以以较慢速度重放，以调查短期事件。这些功能显示出了声学相机在故障排除，异响检测和客户投诉评估方面的价值。
通过使用频谱图中的时间光标，可以将注意力集中在单个事件上
为了获得被测设备附近噪声环境的概况，理想情况下，声学相机应放置在距声源约35cm（一个阵列直径）的位置。然后，基于声音信号从声源到阵列传播时间的延迟求和波束形成技术，可用于计算噪声云图。这被称为声压贡献图。为了进行波束形成测量，需将阵列中的30个传声器齐平安装在反射板上，从而显着降低了来自背景噪声的干扰。
声学相机与反射板和平板设备一起使用
当必须对特定区域进行详细调查时，可以将反射板移开，并将阵列放置在距被测设备5cm（传声器之间的平均间距）的位置。在如此近的距离处，阵列传声器可以检测到传播波和倏逝波的所有振幅和相位信息，从而完整地描述声场。这就是声全息技术。这些技术的有效频率范围并未涵盖噪声工程师所关注的整个频率范围。波束形成的分辨率与声音的波长有关，因此在高频下更有效；而声全息成像可以在低频下使用，其分辨率由传声器之间的距离决定。然而，对于稳态噪声，有一种称为宽带声全息的解决方案。对于宽带声全息，数据是在距被测设备10cm处的阵列（传声器之间平均间距的两倍）处测得的，该阵列处于声全息和波束形成的理想位置之间。然后数据将被导入到“阵列声学后处理”应用程序，用于WBH计算。该专利算法可出色地估计低频和高频声功率值。
波束形成的分辨率与声音的波长有关，因此在高频下更有效，而在低频下可以使用声全息成像，其解决方案取决于传声器之间的距离。
综上所述，声学相机是一款非常有价值的噪声源识别工具，适合有明确工作要做的中小型企业。其所涉及的行业范围很广，包括汽车声学包供应商，密封条生产商，计算机、泵和电动工具制造商。如果需要，在需要更大阵列时，进行额外的后处理时，可增强声学相机的功能。
声学相机可以与其他阵列配合使用，例如用于在泵上进行测量的大型106通道阵列
声学相机用于键盘上进行精确测量
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